串行口.pdf

单片机应用系统设计中，经常需要进行双机、多机之间的数据通信，以进行必要的数据交 换。本章介绍串行通信的基本知识，主要论述单片机双机（点对点）、多机、单片机与PC 机之间 的数据通信技术，给出包括通信接口电路设计、通信程序设计的具体应用设计实例。 在单片机应用系统设计中，串行通信是一种常见的数据传输方式，它主要用于单片机与单片机、单片机与PC机之间的数据交换。串行通信相对于并行通信而言，需要的传输通道更少，尤其是在长距离数据通信中，这一点更为突出。然而，串行通信的速度通常低于并行通信，这是由其一位一位顺序发送数据的特性决定的。 并行通信与串行通信是微型计算机系统中CPU与外部设备进行数据信息交换的两种基本方式。并行通信中，每个数据位占用一个传输通道，数据在各自的传输通道上同时进行传输；而串行通信中，数据的发送或接收只占用一个传输通道，数据一位一位依次进行。 串行通信又可以分为异步通信和同步通信两种方式。异步通信规定了字符数据的传送格式，典型的帧格式包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。起始位为逻辑“0”，表明数据帧的开始；数据位则依次发送，通常从最低位到最高位；奇偶校验位用于保证数据位中的“1”的个数是奇数或偶数，以进行可靠性校验；停止位通常为逻辑“1”，标志着一帧数据的结束。异步通信的一个缺点是效率不高，因为每帧数据的发送都需要额外的起始位和停止位，这降低了通信的有效时间。 同步通信则以同步字符（SYN）来实现收发双方的同步，它去掉了起始位和停止位，通过在每个数据块前附加同步字符来保持同步，从而提高了通信效率和速度。同步通信的特点是通信速度可以更快，其波特率一般能够达到800,000bit/s。异步通信由于其简单性和对通信速度要求不高的优势，主要应用于通信信息量较小的场合；而同步通信则在对通信速度有较高要求的应用中更为常见。 为了确保串行通信的可靠性，常用的检错方法包括奇偶校验、校验和和循环冗余码校验，但这些方法只能判断出错，不能纠错。常用的纠错方法有海明码校验和交叉奇偶校验。 在单片机串行口的应用中，除了通信方式的选择，还需要设计通信接口电路，并编写相应的通信程序。这些设计实例能够帮助设计者在实际项目中更有效地实现串行通信。在设计通信接口电路时，需要考虑信号的电平匹配、驱动能力以及电气隔离等问题。通信程序设计则涉及对串行通信协议的理解和编程实现，包括设置波特率、数据位、停止位、校验位等串行通信参数，并根据通信协议处理数据的发送与接收。 串行通信在单片机系统设计中的应用非常广泛，了解串行通信的基础知识，掌握其工作原理和通信协议，对于单片机系统的开发者来说，是实现高效、稳定通信的关键。